粉体流体输送与贮存

粉体流体输送与贮存第1页/共36页9.2颗粒流体力学

9.2.1颗粒沉降速度的讨论因以下因素：颗粒不规则、颗粒间互相干扰、颗粒与器壁互相干扰等，沉降速度需修正。

层流区（Re<0.1）ξ＝24/Re0Stokes定律过渡流区（0.1<Re<1）ξ＝18.5/Re00.6Allen定律湍流区（500<Re<2×105）ξ＝0.04Newton定律高度湍流区ξ≈0.1第2页/共35页

牛牛文库文档分享第2页/共36页沉降速度的修正

1.颗粒形状的影响球形度ψ

修正系数

2.器壁的影响器壁效应因子经验公式第3页/共35页

牛牛文库文档分享第3页/共36页3.颗粒浓度的影响干扰沉降－因颗粒浓度过大，在沉降过程中颗粒间相互影响。干扰沉降速度：第4页/共35页

牛牛文库文档分享第4页/共36页9.2.2颗粒的悬浮速度

以垂直管道内颗粒的悬浮速度进行计算。对于气力输送和分级分选操作，颗粒群沉降时颗粒受到流体阻力（直接作用）和干扰阻力（间接作用）的作用。颗粒群的干扰沉降速度第5页/共35页

牛牛文库文档分享第5页/共36页9.2.3颗粒的悬浮运动一、固定床固定床－流体通过颗粒层或粉料层时，流体速度很小，粉体层静止不动，流体从颗粒间的空隙通过。二、流化床流化床－粉体层开始悬浮运动。这时（液）气－固系统具有类似液体的性质。三、气力输送颗粒在流体中形成稀相悬浮态，并与流体一起从床层中向上吹出，称为气力输送状态。第6页/共35页

牛牛文库文档分享第6页/共36页9.3颗粒的气力输送

9.3.1气力输送的特点及分类气力输送用来输送粉状物料得到日益广泛的应用。与机械输送相比，有如下优点：（1）直接输送散装物料，不需包装，效率高；（2）输送管路布置灵活，使工厂设备配置合理化；（3）可实现自动化遥控，管理费用少；（4）设备简单，占地少，维修费用低；（5）物料不易受潮、污损、混入杂质，可减少杨尘，改善环境卫生；（6）输送过程中能同时进行物料的混合、分级、干燥、加热、冷却、分离；（7）可实现集中、分散、大高度、长距离、各种地形的输送。第7页/共35页

牛牛文库文档分享第7页/共36页缺点：（1）动力消耗大，长途尤为明显；（2）需配置压缩空气系统；（3）不适宜输送粘性强的物料及粒径大于30mm的物料第8页/共35页

牛牛文库文档分享第8页/共36页第9页/共35页

牛牛文库文档分享第9页/共36页第10页/共35页

牛牛文库文档分享第10页/共36页第11页/共35页

牛牛文库文档分享第11页/共36页第12页/共35页

牛牛文库文档分享第12页/共36页第13页/共35页

牛牛文库文档分享第13页/共36页9.3.2气固混合体的基本性质一、浓度

1.质量浓度

2.体积浓度

3.实际浓度二、密度

1.流量密度

2.实际密度第14页/共35页

牛牛文库文档分享第14页/共36页9.3.3输料管中颗粒体的流动形式输料管中颗粒的流动形式是随着输送气流速度而显著变化的。

均匀流停滞流悬浮流管底流集团流栓塞流疏密流部分流

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牛牛文库文档分享第15页/共36页9.3.4气固两项流的各项压力损失一、两项流的加速压损二、摩擦压损纯空气的摩擦压损＋颗粒群的附加摩擦压损三、颗粒群的悬浮提升压损（悬浮阻力＋提升阻力）重力压力损失四、局部压损纯气流的局部压损＋颗粒群的附加局部压损五、气力输送装置的总压损第16页/共35页

牛牛文库文档分享第16页/共36页9.3.5颗粒速度与输送气流速度之比气流推力管壁的摩擦力3.重力作用力第17页/共35页

牛牛文库文档分享第17页/共36页9.3.6输料管中压力损失与最佳的输送风速一、输料管中压力损失与风速的关系加速压损＋摩擦压损＋颗粒群悬浮、提升压损二、水平输料管等速段的压损与临界风速第18页/共35页

牛牛文库文档分享第18页/共36页9.4粉体的贮存9.4.1粉体贮存的作用与分类作用：保证生产的连续性；改善物料的某些工艺性质；设备能力的平衡。分类：堆场与吊车库、贮料容器；料库、料仓、料斗。9.4.2仓内粉体的重力流动形式一、流动形式

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牛牛文库文档分享第19页/共36页出料口料流状态流动椭圆体迅速滑动区缓慢滑动区垂直运动区自由降落区流动锥体垂直运动滚动运动第20页/共35页

牛牛文库文档分享第20页/共36页小角料斗大角料斗第21页/共35页

牛牛文库文档分享第21页/共36页筒仓垂直部分高而料斗锥角大压力最大第22页/共35页

牛牛文库文档分享第22页/共36页二、整体流与漏斗流

粉体在重力作用下自料仓流出的型式：质量流（整体流）－料仓内整个粉体层能够大致均匀地下降流出。特点：先进先出。常发生在带有相当陡峭而光滑的料斗筒仓内。漏斗流－料仓内粉体层的流动区呈漏斗形，料流顺序紊乱，甚至部分粉体滞留不动。特点：后进先出。漏斗流Ⅰθ>90°－φw有残留漏斗流Ⅱθ<90°－φw

无残留常发生在平底的料仓中或带料斗的料仓中。原因：料斗的斜度太小或斗壁太粗糙。第23页/共35页

牛牛文库文档分享第23页/共36页贯串整个料仓的漏斗流有效流动通道卸空物料后

形成的穿孔和管道第24页/共35页

牛牛文库文档分享第24页/共36页横跨流动通道形成的料拱或斜桥整体流料仓第25页/共35页

牛牛文库文档分享第25页/共36页质量流料仓壁面压力分布r/R=0.8～0.9第26页/共35页

牛牛文库文档分享第26页/共36页9.4.3颗粒的偏析与拱桥效应

偏析－－粉体层的组成呈现不均质的现象。

原因：粒径、颗粒密度、颗粒形状、表面性状等的差异。影响偏析的因素：颗粒粒度、颗粒密度、形状。弹性变形、安息角、粘度等。非粘性粉体偏析机理

1.细颗粒的渗透作用：细颗粒在流动期间自身重新排列时，通过大颗粒空隙渗满。

2.振动：大颗粒升到表面，细颗粒运动到大颗粒下面。

3.颗粒下落轨迹：堆料前已发生偏析。

4.料堆上的冲撞：弹性好及较大颗粒反弹，集中于料堆外围。

5.安息角的影响：安息角大的颗粒往往集中在料堆外围。

6.粒子和摩擦状态的影响：滚动摩擦系数小的粗颗粒分布在仓壁附近。第27页/共35页

牛牛文库文档分享第27页/共36页整体流动中典型的偏析与混合第28页/共35页

牛牛文库文档分享第28页/共36页抛射分离第29页/共35页

牛牛文库文档分享第29页/共36页料仓加料时，减少偏析装置第30页/共35页

牛牛文库文档分享第30页/共36页卸料助混装置第31页/共35页

牛牛文库文档分享第31页/共36页偏析的防止措施1.回转进料；2.加中央孔管；3.细高料仓设计；4.隔室法；5.侧孔法。第32页/共35页

牛牛文库文档分享第32页/共36页粉料拱

静态拱的类型：第33页/共35页

牛牛文库文档分享第33页/共36页

防拱措施：

1改善料仓的几何形状及尺寸；

2降低料仓粉体压力；

3减少料仓壁摩擦系阻力。第34页/共35页

牛牛文库文档分享第34页/共36页9.4.4物位的测